karışımlar - Mustafa Atalay

KARIŞIMLAR
ÇÖZÜCÜLER ve ÇÖZELTĠLER
Bir maddenin, başka bir madde içerisinde gözle
görülemeyecek kadar küçük tanecikler halinde dağılarak,
her yerinde aynı özelliği taşıyan karışım oluşturması
olayına çözünme denir. Bir çözeltide, genellikle miktarı
fazla olan bileşene çözücü (çözen), miktarı az olan
bileşene ise çözünen denir.Bazı karışımlarda karışımı
oluşturan maddeler birbiri içerisinde karışımın her
noktasına eşit oranda(homojen) dağılmıştır. Çözen ve
çözünenin oluşturduğu bu tür homojen karışımlara
çözelti adı verilir. Çözünme olayında, maddenin homojen
bir karışım oluşturacak biçimde karışması sözkonusudur.
Bu durumda çözünenin katı ve çözücünün sıvı olması
gerekmez. Maddenin katı, sıvı ve gaz halleri değişik
şekillerde bir araya
gelerek
çözelti
oluşturabilirler.
Öyleyse katı-katı, sıvı-sıvı, gaz-gaz, katı-sıvı, gaz-sıvı
homojen
karışımlarına
tepkimelerin
pek
yürüdüğünden,
çözelti
çoğu
en
çok
sıvı
diyebiliriz.
Kimyasal
çözelti
ortamında
kullanılan
çözeltiler
sıvı
çözeltilerdir.
Katı-katı çözeltilerine örnek olarak metal alaşımları
verilebilir. Örneğin, kalayın bakır içerisinde çözünmesiyle
bronz oluşur. Sıvı sıvı çözeltilerine örnek olarak
alkol ile su karışımını verebiliriz. Alkol ve su
birbiri içerisinde her oranda karışabilirler.
çözeltilerine
Gaz-gaz
örnek
olarak
yanda
görüldüğü gibi O2 ve Ar gazları karışımı
verilebilir. Ayrı kaplarda bulunan gazlar aynı
kaba
homojen
konulurlarsa
bir
karışım
oluştururlar.
Oda koşullarında sıvı halde bulunan cıvanın gümüş katısı içerisinde çözünmesiyle oluşan amalgam (diş dolgusu) sıvıkatı çözeltisine örnek olarak verilebilir. Gaz-sıvı çözeltilerine örnek olarak, karbondioksit gazının su içerisinde
çözünmesiyle hazırlanan karbonatlı su (gazoz, kola vb.) verilebilir. Bütün gaz karışımları birer çözeltidir; çünkü gaz gaz
karışımlarının tamamı homojendir.
Karışımlar
oluşturulurken
çözeltiyi
oluşturacak
bileşenlerin kütlereleri toplamı, karışımın kütlesine
eşit
olur.
bileşenlerin
Ancak
karıştırma
hacimleri
toplamı
işlemi
sırasında
oluşan
karışımın
hacmine eşit olmaz. Bunu yandaki örnekle daha
kolay anlayabiliriz. Pinpon topları ve bilyeler farklı
kaplardayken, aynı kap içerisinde karıştırılıyorlar.
Oluşan
karışımın
kütlesi,
bilyelerin
ve
pinpon
toplarının kütleleri toplamına eşit olur. Ancak oluşan karışımda bilyeler, pinpon topları arasındaki boşluklara yerleşebildiği
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 1
için karışımın toplam hacmi, bilyelerin ve pinpon toplarının hacimlerinin
toplamına eşit olmaz.Yandaki şekilde ayrı kaplarda bulunan 50 ml etanol ve
50 ml su, ayrı bir kapta karıştırıldığında toplam hacim 100 ml'den az
olmaktadır.
Bir miktar şekeri suya atıp karıştırdığımızda, şeker suda çözünür. Şekerli su
adını verdiğimiz bu karışımda, fazla miktarda bulunan bileşene (suya) çözücü
ya da çözen, karışımda az bulunan bileşene (şeker) çözünen adı verilir.
Çözünme olayı, bir katının bir sıvıda çözünmesi ile gerçekleşebileceği gibi, katı, sıvı ya da gazların birbiri içinde
çözünmesiyle de gerçekleşebilir. Örneğin, kalayın bakır içerisinde çözünmesiyle bronz, civanın gümüş içerisinde
çözünmesiyle amalgam (diş dolgusu), asetik asitin su içerisinde çözünmesiyle sirke, karbondioksitin su içinde
çözünmesiyle karbonatlı su(gazoz) çözeltisi elde edilir.
Tablo. Çözücü ve çözünenin fiziksel hallerine göre çözelti türleri
Çözeltinin Fiziksel Hali
Çözelti Örneği
Çözücü ve Fiziksel Hali
Çözünen ve Fiziksel Hali
Pirinç
Bakır - Katı
Çinko - Katı
Bronz
Bakır - Katı
Kalay ve kurşun karışımı - Katı
Kolonya
Su - Sıvı
Etil alkol - Sıvı
SIVI
Şekerli Su
Su - Sıvı
Şeker - Katı
GAZ
Hava
Azot - Gaz
Oksijen - Gaz
KATI
Çözeltiler oluşurken çözücü ve çözünen molekülleri bir araya gelir. Bunların molekülleri arasında oluşan itme ve çekme
kuvvetleri sonucunda çözünenin tanecikleri ayrılabiliyorsa, çözünen, moleküllerine veya iyonlarına ayrılır.
Çözücü molekülleri arasına çözünen taneciklerinin homojen dağılmasına çözünme denir. Şeker, alkol, üre, N 2 ve O2 gibi
maddeler suda çözündüklerinde sadece moleküllerine ayrışırlar ve iyon oluşturmazlar. Bu tür çözünmelere moleküler
çözünme denir. Çözünme sonucunda suyun iletkenliğinde değişme olmaz.
Asit, baz ve tuzların sudaki çözeltilerinde ise çözünen maddeler iyonlarına ayrışırlar. Bu durumda, çözelti elektriği
iletebilir. Asitler, bazlar ve tuzların sudaki çözünmelerine iyonik çözünme denir.
Metallerde elektriği serbest hareket edebilen elektronlar iletirken, sulu çözeltilerde elektriği iyonlar iletir.
İyonik çözünmeye iyonlaşma denir. İyonlaşma ile çözünme farklıdır. Şeker suda çok iyi çözünmesine rağmen
iyonlaşmaz. AgCl ise suda çok az çözünür fakat
iyonlaşır. Çözünme sonunda su molekülleri
arasına
karışan
moleküller
ve
iyonlar
su
molekülleri tarafından sarılır. Buna hidratlaşma
denir.
Çözünme ve erime olayları genellikle birbiriyle
karıştırılır. Örneğin günlük yaşamımızda çay
içinde
çözünen
tanımlayabiliyoruz.
şekeri
Gerçekte,
eridi
olarak
şekerin
suda
çözünmesi söz konusudur. Aynı şekilde tuzun su
ile karıştırılması durumunda, tuzun suda erimesi
değil
çözünmesi
söz
konusudur.
Tuzun
eriyebilmesi için ısıtılması ve erime sıcaklığı olan
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 2
o
801 C'ye ulaşması gerekir. Erimede madde katı halden sıvı hale geçerken, çözünmede maddeler birbiri içerisinde
homojen olarak dağılmaktadırlar. Yandaki şekilde erime ve çözünme olayları arasındaki fark görülmektedir.
Sıvı Çözeltilerde Çözücü ile Çözünen Arasındaki EtkileĢim
Apolar moleküller arasındaki çekim kuvvetleri yalnızca London kuvvetleridir. London kuvvetleri, çekirdek etrafındaki
elektron bulutlarının herhangi bir anda simetrik olmaması durumunda ortaya çıkar. Dipol-dipol etkileşimi; su,
kloroform,etil alkol gibi polar sıvılarda ve polar moleküllü katılarda görülür. Polar sıvıların birbiri içinde çözünmeleri
moleküllerin bu şekilde etkileşmeleriyle ortaya çıkar.
Yukarıdaki şekilde heptan ve pentan apolardır. Aralarındaki çekim kuvvetleri yalnızca London kuvvetleridir. Aseton ve
klor molekülleri polar yapıya sahiptirler ve aralarında dipol-dipol etkileşimi vardır. Polar moleküller yukarıda görüldüğü
gibi aynı molekül eksenli olarak birbirleriyle etkileşebildikleri gibi paralel molekül eksenli olarak da etkileşebilirler. Dipoldipol etkileşimi iyon dipol etkileşiminden daha zayıftır. Polar moleküller arsındaki dipol-dipol kuvvetleri London
kuvvetlerinden daha güçlüdür. Bazı moleküller arasında ise hidrojen bağlarından dolayı moleküller arasında daha güçlü
çekim kuvvetleri ortaya çıkabilir. Polar moleküllerin su ile
karışma isteği çok yüksektir. Örneğin etanol su ile her
oranda rahatlıkla karışabilir. Çünkü aralarında hidrojen
bağları oluşturarak çözünürler. Yanda su ve etanol
molekülleri arasında hidrojen bağı oluşumu gösterilmiştir.
Apolar ve polar sıvı maddeler genellikle birbirleri ile
karışmazlar. Polar bir maddenin kendi tanecikleri arasındaki çekim kuvvetleri, apolar maddenin tanecikleriyle oluşan
çekim kuvvetlerinden çok fazladır. Bu durumda polar moleküller birbirini daha çok çekecek ve apolar moleküllerle olan
çekim kuvvetlerini tercih etmeyecekleri için iki madde birbiri içerisinde çözünmeyecektir. Oluşan karışımda aynı tür
tanecikler birarada durmaya çalışacakları için, yoğunluğu fazla olan madde kap içerisinde dibe inecek ve diğer sıvı üstte
kalacaktır. Böylece iki ayrı bileşenli iki saf faz içeren bir sistem elde edilmiş olur.
İkisi de polar, ya da ikisi de apolar olan sıvılar birbiriyle karıştırıldığında yapilarindaki uyum nedeniyle birbiri içerisinde
çözüneceklerdir. Örneğin, apolar yapıya sahip iyot, apolar CCl 4 içerisinde kolayca çözünür. Katı iyotta moleküller arası
çekim kuvveti, sıvı CCl4 molekülleri arasındaki çekim kuvvetine oldukça yakındır. Bu durumda iyot molekülleri ile CCl 4
molekülleri birbiri içerisinde dağılabilecek ve çözünme gerçekleşmiş olacaktır.
Genellikle polar maddeler polar çözücülerde, apolar maddeler de apolar çözücülerde çözünür.
Elmastaki karbon atomları birbirine güçlü kovalent bağlarla bağlanmış düzgün dörtyüzlülerden oluşmuş kristal yapıya
sahip bir maddedir. Atomlar arasındaki bağların çok güçlü olması nedeniyle elmas gibi ağ örgülü katılar hemen hemen
hiçbir çözücüde çözünmezler.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 3
Polar sıvılar, çoğu iyonik ve polar kovalent
bileşikler için çözücü özelliğe sahiptir. Su iyi bir
polar çözücüdür. Maddelerin
çözünmeleri
sırasında,
su içerisinde
iyonik
maddelerin
iyonları, polar kovalent maddelerin ise dipolleri,
polar su moleküllerinin
dipolleri
tarafından
elektrostatik olarak çekilir. Pozitif iyon veya
dipolün pozitif ucu, su molekülünün negatif
ucunu çekerken, negatif iyon veya dipolün
negatif ucu ise su molekülünün pozitif ucu
tarafından çekilir. Böylece iyonik ve polar
kovalent
kristalden
tanecikler
uzaklaşarak
çözeltiye geçerler. İyon-dipol ve dipol-dipol
etkileşimleri oldukça güçlü etkileşimlerdir.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 4
+
-
NaCl kristalindeki Na iyonu, Cl iyonları tarafından
her yöne eşit ölçüde çekilmektedir. Aynı şekilde
-
+
herbir Cl iyonu da Na iyonu tarafından her yöne
eşit kuvvetle çekilmektedir. Yüzeydeki iyonlarda
ise elektrostatik çekim kuvvetleri denkliği yoktur.
Su
molekülleri,
bu
yüzey
iyonlarından
Na
+
-
iyonlarını eksi uçlarıyla, eksi olan Cl iyonlarını da
artı uçlarıyla çekerek katı fazdan çözeltiye taşır.
Böylece iyon-dipol etkileşmesi, iyonları kristal
yüzeyinden
uzaklaştırarak
çözeltiye
geçirir.
Çözünen iyonların su molekülleri ile çevrilmesi
sonucunda
oluşan
çözünmeye
hidratlaĢma(hidratasyon) adı verilir. Çözeltideki
tüm iyonlar hidratlaşmış haldedir. Eğer su yerine
başka bir çözücü tercih edilirse, çözünmeye
hidratlaşma yerine solvatasyon adı verilir.
Çözünme Entalpisi
Bir çözelti oluşumu sırasında çözücü ve çözünen
tanecikler arasında etkileşim kuvvetleri ortaya
çıkacağından enerji değişimi de kaçınılmazdır.
Bir çözelti oluşumu üç basamakta gerçekleşir.
1.
Çözücü moleküllerinin ayrılması
2.
Çözünen moleküllerin ayrılması
3.
Çözücü ve çözünen moleküllerinin karışması
Birinci ve ikinci basamakta çözücü ve çözünen moleküllerinin birbirinden ayrılabilmesi için bir miktar enerji gerekir. Bu
nedenle ayrılma işlemleri endotermiktir(ısı alan). Bu bölümde ayrılma için gerekli olan enerjiler
ile gösterilecektir.
Üçüncü basamakta çözücü ve çözünen molekülleri karışır. Bu basamak endotermik(ısı alan) veya ekzotermik(ısı veren)
olabilir. Çözeltinin ısısını
Mustafa Atalay
ile gösterirsek, çözelti ısısı bu üç basamağın ısıları toplamına eşittir.
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 5
Çözelti ısısı
=
+
+
şeklinde hesaplanır.
Eğer moleküller arası çekim kuvvetleri yaklaĢık aynı ise moleküller geliĢigüzel karıĢır. Bunun sonucunda
homojen karıĢımlar oluĢur. Bu tip çözeltilerin özellikleri genellikle saf bileĢenlerin özelliklerine bakılarak
belirlenebilir. Böyle çözeltilere ideal çözelti adı verilir. Çözünme ısısı sıfır olan çözeltiler ideal çözelti olarak
adlandırılırlar.
Şekil. İdeal Çözeltilerde çözünme entalpisi sıfırdır.
Eğer çözünen ile çözücü tanecikleri arasındaki etkileşim, çözünen ve çözücünün kendi tanecikleri arasındaki
etkileşimden daha kuvvetli ise çözünme işlemi ekzotermik olarak gerçekleşir. Eğer çözünen çözücü etkileşimi, çözünen
ve çözücünün tanecikleri arasındaki etkileşimden daha zayıf ise çözünme işlemi endotermik olarak gerçekleşir.
değeri negatif, endotermik olaylarda ise pozitiftir.
Ekzotermik olaylarda
Çözelti oluşumu iki etken tarafından yürütülür.
1.
Çözünme aşamalarındaki enerji değişimi
2.
Çözünmedeki düzensizlik eğilimi
Bütün sistemler kararlı hale gelmek için en düşük
enerji seviyesinde bulunmak ve en düzensiz
yapıya ulaşmak ister. Kendiliğinden gerçekleşen
çözünmelerde genellikle enerji açığa çıkar. Bu tür
çözünmelerde sistem enerjisini azaltır. İyonik
katıların suda çözünmeleri genellikle istemlidir.
Bir madde, bir çözücüde çözündüğünde ortamla
ısı alışverişi olur. Bu ısıya çözünme ısısı denir.
Çözeltideki ısı bazı bağların kopması, bazı
kimyasal
bağların
Mustafa Atalay
ise
oluşması
sonucunda
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 6
değişir.
CO2 gazının şekerli su içerisinde çözünmesi sırasında CO2 moleküllerinin enerji seviyesi azalır. Gazlar sıvılarda
çözünürken genellikle ısı açığa çıkar. Başka bir deyişle gazların suda çözünmesi olayı ekzotermiktir. Gaz moleküllerini
birbirinden ayırmak için fazladan enerji gerekmediğinden gaz moleküllerinin solvatasyon ısısı yeterli olmaktadır. Bunun
sonucunda gazların sıvılardaki çözünürlüğü daima ısı veren olur.
Bir metal tuzunun su içinde çözünmesi ısı alan ya da ısı veren şeklinde gerçekleşebilir. Çözünen maddeyi oluşturan
kristalleri bir arada tutan bağ enerjisine eşit miktarda enerji, çözünme için gereklidir. İyonik kristalin iyonlardan oluşması
sırasında verdiği bu enerjiye kristal enerjisi denir. İyonlar hidratlaşırken hidratasyon ısısı adını verdiğimiz enerji açığa
çıkar. Hidratasyon enerjisinin büyüklüğü, iyonik kristalde iyonları ayrıştırmak için gerekli enerjiden(kristal enerjisi) daha
büyükse iyonik katı suda çözünür.
= - Kristal Enerjisi + Hidratasyon Enerjisi
İyonik bir katının suda çözünmesi sırasındaki enerji değişimi yukarıdaki bağıntıya göre hesaplanır.
Genelde iyonik kristallerin kristal enerjileri ile hidratasyon enerjileri birbirine yakın değerlerdir. Bu nedenle çözünme ısıları
oldukça düşüktür. Örneğin AgF iyonik kristalinin kristal enerjisi -910 kJ/mol iken hidratasyon enerjisi -930,5 kJ/mol'dür. Bu
durumda AgF için çözünme ısısı -20,4 kj/mol olur. KCl iyonik kristalinin kristal enerjisi -700,6 kJ/mol iken hidratasyon
enerjisi -683,4 kJ/mol'dür. Bu durumda KCl için çözünme ısısı +17,2 kj/mol olur. Çözünme ısılarının hesaplanması işlemi
yalnızca seyreltik çözeltiler için yapılır.
ÇÖZELTĠLERĠN DERĠġĠMĠ
Çözeltileri,
içinde
çözünmüş
maddelerin
karşılaştırılması
temelinde incelediğimizde karşımıza derişik ve seyreltik çözelti
tanımlamaları çıkar.
Seyreltik Çözelti
Bir başka çözeltiye göre az miktarda çözünen madde içeren çözeltilere
seyreltik çözelti denir. Yandaki kapların her ikisinde de çözeltiler eşit
miktarda çözünen madde kullanılarak hazırlanmıştır. Bu çözeltilerden
sağdaki soldakine göre daha seyreltik bir çözeltidir.
Derişik Çözelti
Bir başka çözeltiye göre daha çok miktarda çözünmüş madde içeren
çözeltilere derişik çözelti denir. Yandaki kapların her ikisinde de çözeltiler
eşit
miktarda
çözünen
madde
kullanılarak
hazırlanmıştır.
Bu
çözeltilerden soldaki sağdakine göre daha derişik bir çözeltidir.
ÇÖZELTĠLERĠN DERĠġĠMĠ (KONSANTRASYON)
Bir çözelti içerisinde az ya da çok miktarda madde çözünmüş olabilir. Çözeltideki çözünen madde miktarının, çözelti
miktarına ya da çözücü miktarına oranına, o çözeltinin derişimi denir. Çözelti içerisinde çözünen madde miktarını,
çözeltinin derişimi belirler.
Derişim, verilen bir çözücüde ya da çözeltide bulunan çözünen maddenin miktarının bir ölçüsüdür. Derişimin değişik
amaçlarla kullanımı söz konusu olabildiği için değişik birimlerle verilmesi mümkündür.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 7
Seyreltik ve derişik olarak kullandığımız ifadelerle çözeltinin derişimini kabaca ifade etmiş oluruz. Ancak bu ifadeler bize
çözeltideki çözücü ve çözünen madde ile ilgili kesin bilgiler vermez. Derişimin sayısal olarak belirtilmesi çeşitli şekillerde
yapılır. Bilindiği gibi, çözünen madde miktarı ve çözücü miktarı mol sayısı, kütle, hacim ve eşdeğer ağırlık olarak
ölçülebilir. Ölçtüğümüz birimlere bağlı olarak da derişim türü değişir. En çok kullanılan derişim birimleri; kütlece yüzde
derişim, molarite, molalite ve normalitedir.
Kütlece Yüzde DeriĢim
Bir çözeltinin 100 gramında çözünmüş halde bulunan madde miktarının gram cinsinden değerine kütlece yüzde derişim
denir. Genelde yüzde derişim kütlece verilir.
Kütlece yüzde derişim =
Çözünen madde kütlesi
x100
Çözelti kütlesi
Örnek: 75 gram suda 25 gram NaOH çözerek hazırlanan çözelti kütlece % kaç NaOH içerir?
Örnek: 80 gram kütlece % 20'lik X tuzu çözeltisine, 4 gram X tuzu ve 96 gram su katılırsa, oluşan çözelti kütlece % kaç
X tuzu içerir?
Örnek: 250 gram kütlece % 4'lük X tuzu çözeltisine, 150 gram kütlece % 10'luk X tuzu çözeltisi katılıyor. Oluşan karışım
kütlece % kaç X tuzu içerir?
Örnek: 40 gram kütlece % 20'lik NaCl çözeltisine kaç gram su katılırsa kütlece % 8'lik NaCl çözeltisi elde edilir?
Örnek: Yoğunluğu 1,3 g/ml olan 200 mililitre AgNO3 çözeltisi 80 gram AgNO3 içermektedir. Çözeltinin kütlece % 40
AgNO3 içermesi için, çözeltiye daha kaç gram AgNO3 katılması gerekir?
Örnek: 3 mol NaOH kullanarak hazırlanan 500 mililitre çözeltinin özkütlesi 1,2 g/ml olduğuna göre, bu çözelti kütlece %
kaç NaOH içerir? (NaOH=40)
Hacimce Yüzde DeriĢim
Sıvı sıvı çözeltiler hacim olarak ölçülebildiğinden bazı çözeltilerin derişimleri hacim yüzdesine göre hazırlanır. Bu
durumda, 100 ml çözeltide bulunan çözünmüş maddenin, mililitre olarak miktarı belirtilir. Örneğin, kolonyada hacimce
o
alkol yüzdesi,kolonyanın derecesini gösterir. 80 'lik kolonya denince, 100 ml kolonyada 80 ml alkol bulunuyor demektir.
Bir başka derişim birimi de çözünen kütlesinin çözeltinin hacmine oranıyla verilir. Örneğin, 100 ml çözeltide 1 gram NaCl
içeren çözeltinin derişimi %1'dir. Bu birim genellikle eczacılıkta kullanılır.
Bir ton suya bir damla mürekkep damlatılırsa, derişimi ifade etmek için daha hassas ölçüm değerleri kullanmak gerekir.
Örneğin, derişimi 1 mg/L olan bir çözeltide, 1 litre içerisinde 0,001 gram madde bulunmaktadır. Başka bir deyişle bu
çözeltinin 1000 ml'sinde 0,001 gram, 1000000 ml'sinde 1 gram madde bulunmaktadır. Bu derişim çok küçük bir sayısal
değerdir. Bu tür derişimleri ifade etmek için büyük rakamlar yazmak yerine milyonda bir(ppm) veya milyarda bir(ppb)
kısım kısaltmaları kullanılır.
1 ppm = 1 mg/L
1 ppb = 1 g/L
ppm ve ppb birimleri çok hassas ölçümler yapıldığında gerekli olmaktadır.
Mol Kesri
Bir çözeltideki herhangi bir bileşenin mol sayısının, çözeltiyi oluşturan bütün maddelerin mol sayıları toplamına oranıdır.
Karışımdaki herhangi bir maddeninn mol kesri(X) aşağıdaki gibi gösterilir.
X=
n, çözeltideki herhangi bir bileşenin mol sayısı, nT ise toplam mol sayısıdır.
Bir karışımda bulunan maddelerin her birinin mol kesirlerinin toplamı 1'e eşittir.
XT = X1 + X2+ ….. + Xn = 1
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 8
MOLAR DERĠġĠM (MOLARĠTE)
Çözeltilerin derişimleri, çözeltinin birim hacminde çözünen maddenin mol sayısı olarak da belirtilebilir. 1 L çözeltide
çözünen maddenin mol cinsinden değerine molarite adı verilir.
Molarite (M) =
Çözünenin mol say ısı (n)
Çözeltinin hacmi( V )
Molaritenin birimi mol/L'dir. mol/L birimi yerine "molar" terimi de kullanılabilir.
Çözeltiler hazırlanırken, kullanılacak olan saf maddeler alınır ve istenilen derişim ve hacimde çözelti hazırlanır.
Örnek:
Yukarıdaki şekilde 0,01 M 250 ml KMnO4 çözeltisinin hazırlanması basamakları gösterilmiştir. 0,395 gram KMnO 4
tartılarak 250 mililitrelik balon kaba konulur. Üzerine bir miktar(yaklaşık 240 ml) su ilave edilir ve tuzun iyice
çözünmesinin sağlanması için karışım karıştırılarak sallanır. Son aşamada çözelti hacmini 250 ml'ye tamamlayacak
şekilde su ilave edilir. Böylece istenilen hacim ve derişimde çözelti hazırlanmış olur.
Örnek: Aşağıdaki çözeltilerin molar derişimlerini hesaplayınız.
a) 21,2 gram Na2CO3 kullanılarak hazırlanan 500 mililitre çözelti. (Na 2CO3=106)
b) 0,5 mol NaOH ile hazırlanan 2 litre çözelti.
c) NK'da 8,96 litre hacim kaplayan NH3 ile hazırlanan 400 mililitre çözelti.
d) 2,408x10
23
tane NH3 molekülüyle hazırlanan 500 mililitre çözelti.
Örnek: 8 gram NaOH'in suda çözünmesiyle oluşan 250 mililitre çözeltinin molar derişimi kaçtır? (NaOH=40 g/mol)
Örnek: 0,5 molar 400 ml Ca(OH)2 çözeltisinde kaç gram Ca(OH)2 çözünmüştür? (Ca(OH)2 = 74 g/mol)
Örnek: 0,8 molarlık KOH çözeltisi hazırlamak için 11,2 gram KOH kullanıldığına göre çözeltinin hacmi kaç mililitredir?
(KOH = 56)
o
Örnek: 27 C sıcaklıkta ve 2 atmosfer basınçta 12,3 litre hacim kaplayan HCl gazı ile 500 mililitrelik çözelti hazırlanıyor.
Çözeltinin molar derişimi nedir?
Örnek: 14 gram azot ve yeterince hidrojen kullanılarak gerçekleştirilen tepkime sonucunda elde edilen NH 3 gazı ile 2
litre çözelti hazırlanıyor. Hazırlanan çözeltinin molar derişimi kaçtır? (N=14, H=1)
Örnek: 53,2 gram X2SO4 ile 400 ml çözelti hazırlanıyor. Çözeltideki X2SO4'ün molar derişimi 0,5 olduğuna göre, X
elementinin atom kütlesi nedir? ( O=16, S=32)
Madde miktarlarının doğrudan mol olarak ölçülemediği durumlarda, mol sayısını başka miktarlarla ilişkilendirmek gerekir.
Kütlesi ve hacmi bilinen bir çözeltinin yoğunluğu bulunabilir. Çözücü ve çözünen madde miktarları bilinemez.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 9
Bir çözeltinin yoğunluğu, çözeltinin kütlesi ve hacmi bilinmeden de bulunabilir. Bunun için çözeltinin molar derişimi,
kütlece yüzdesi ve çözünen maddenin mol kütlesi bilinmelidir. Aşağıdaki örneklerde bu durumla ilgili çalışmalar vardır.
Örnek: Kütlece % 20 NaOH içeren çözeltinin özkütlesi 1,2 g/ml'dir. Bu çözeltinin 60 gramına 100 ml su katıldığında,
son çözeltideki NaOH derişimi kaç M olur? (NaO = 40)
A) 2,0
B) 1,5
C) 1,0
D) 0,6
E) 0,3
Örnek: Kütlece % 21 HNO3 içeren çözeltinin özkütlesi 1,2 g/ml'dir. Bu çözeltinin 250 mililitresinde kaç mol HNO3
bulunur? ( HNO3 =63)
A) 0,2
B) 0,4
C) 0,5
D) 0,8
E) 1,0
Örnek: Derişik HCl çözeltisinin yoğunluğu 1,2 g/ml ve kütlece % 36,5 HCl içerdiğine göre, 50 ml çözeltide kaç
mol HCl bulunur? (H=1, Cl=35,5)
A) 0,6
B) 1,2
C) 3
D) 4,2
E) 6
Örnek: Derişik nitrik asit ( HNO3 ) çözeltisinin yoğunluğu 1,4 g/ml'dir. Çözeltideki HNO3 'ün kütlece yüzdesi 72'dir.
Çözeltinin molar derişimi kaçtır? (HNO3=63)
A) 12
B) 14
C) 16
D) 18
E) 19
MOLALĠTE(m)
Molalite, birim kilogram(kg) çözücü içerisinde çözünen maddenin mol cinsinden değeridir. Çözünen maddenin mol
sayısının, çözücünün kg cinsinden kütlesine bölünmesiyle elde edilir.
Molalite =
Yandaki şekilde potasyum kloratın 0,1 M'lık(solda) ve 0,1 m'lik(sağda) iki çözeltisi
hazırlanmıştır. Her iki çözeltide de 0,1 mol(19,4 g) potasyum klorat kullanılmıştır. Birinci
çözelti hazırlanırken potasyum klorat önce az miktar su ile karıştırılarak çalkalanmış,
daha sonra çözelti hacmi 1 litreye tamamlanacak şekilde su eklenmiştir. İkinci çözelti
hazırlanırken, yine aynı miktar potasyum klorat su ile çalkalanarak karıştırılmış ve
sonrasında su miktarı 1000 grama tamamlanmıştır. Bu nedenle iki çözeltiye dikkatle
bakıldığında, 0,1 m'lik çözelti hacminin daha fazla olduğu görülecektir. Bunun nedeni
kullanılan su hacminin, 0,1 M'lik çözeltidekinden daha fazla olmasıdır.
Molalite ve molarite değerleri hesaplanırken, bu ayrıma dikkat edilmelidir. Molaritede,
çözelti hacmi ile işlem yapılırken, molalitede çözücü kütlesi ile işlem yapılması
gerekmektedir.
Örnek: 400 gram suda 9,8 gram H2SO4 içeren çözeltinin molalitesini hesaplayınız.(H2SO4 = 98 g/mol)
Örnek: 0,15 m NaCl çözeltisi hazırlamak için 500 gram su içerisinde kaç gram NaCl çözünmesi gerekir?
(NaCl = 58,5 g/mol)
Örnek: 34 gram Na2SO4 tuzunun 250 gram suda çözünmesiyle hazırlanan çözeltinin
a) molalitesini hesaplayınız.(Na2SO4 = 136 g/mol)
b) Çözeltinin molaritesinin molalitesinden büyük mü küçük mü olduğunu tartışınız.
Örnek: 0,8 m Demir(III) nitrat çözeltisinden
a) 0,2 mol demir(III) nitrat elde edebilmek için, çözeltiden kaç gram alınmalıdır?(Demir(III) nitrat = 242 g/mol)
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 10
b) 0,05 mol Fe
c) 0,09 mol
3+
iyonu elde edebilmek için, çözeltiden kaç gram alınmalıdır?
iyonu edebilmek için, çözeltiden kaç gram alınmalıdır?
Örnek: Su, içerisinde çözünen bir madde varsa daha düşük sıcaklıkta donar. Metanolün(CH 3OH) suyun donma
noktasına etkisini incelemek için metanol kullanılarak 0,05 molallik ve 0,25 molallik iki ayrı çözelti hazırlanıyor.
Her iki çözelti için kullanılan su kütleleri 200'er gram olduğuna göre, çözeltilerde kaçar gram metanol
kullanılmıştır?( CH3OH = 32 g/mol)
Örnek: Şekildeki iki kapta aynı çözeltinin farklı sıcaklıklardaki örnekleri verilmiştir.
a) Çözeltilerin molar derişimlerini karşılaştırınız.
b) Çözeltilerin molalitelerini karşılaştırınız.
Seyreltme
Çözelti içerisine çözücü eklendiğinde (seyreltme) ya da çözücü buharlaştırıldığında (derişik hale getirme) çözünmüş
maddenin mol sayısı değişmez. Bu durumda, çözünen maddenin başlangıçtaki ve sonuçtaki mol sayısı aynı olur. Çözelti
seyreltilirken çözeltinin hacmi artar. Başlangıçta çözelti içerisinde bulunan çözünen mol sayısı seyreltme sonucunda
daha büyük bir hacme bölünür. Böylece molar derişim azaltılmış olur. Çözeltilere çözücü eklenmesi, ya da çözücü
buharlaştırılması ile ilgili hesaplamalarda aşağıdaki eşitlikler esas alınır.
Seyreltmeden önceki mol sayısı
n1 = M1 x V1
Seyreltmeden sonraki mol sayısı
n2 = M2 x V2
Her iki durumda da çözünen maddenin mol sayısı aynı olduğuna göre,
n1 = n 2
M1 x V1 = M2 x V2
bağıntısı yazılır.
Çözeltiye çözücü eklenmesi molar deriĢimi düĢürür. Çözücü buharlaĢtırılırsa çözeltinin molar deriĢimi artar.
Örnek: 1,2 M NaCl çözeltisinin 400 mililitresine 100 mililitre su ekleniyor. Oluşan çözeltinin molar derişimi kaçtır?
Örnek: 800 mililitre, 0,5 M NaOH çözeltisinin 600 mililitresi buharlaştırıldığında, oluşan çözeltinin molar derişimi kaç
olur?
Örnek: 400 mililitre 0,8 M HNO3 çözeltisine kaç mililitre su eklenirse, HNO3 molar derişimi 0,32 olur?
Örnek: Özkütlesi 1,2 g/ml olan derişik NH3 çözeltisinin 20 mililitresi 400 mililitreye seyreltiliyor. Son çözeltide NH 3
molaritesi 0,3 oluyor. Buna göre derişik NH3 çözeltisi kütlece % kaçlıktır? (NH3=17)
Çözeltilerin KarıĢtırılması
Aynı tür çözünen ve çözücü içeren iki ayrı çözeltinin birbirine karıştırılması durumunda, karışımdaki çözünen maddenin
toplam mol sayısı, her iki çözeltiden gelen çözünen maddelerin mol sayıları toplamına eşittir.
Birinci çözeltide çözünen maddenin mol sayısı
n1 = M1 x V1
İkinci çözeltide çözünen maddenin mol sayısı
n2 = M2 x V2
nT = n1 + n2
Mustafa Atalay
olduğuna göre,
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 11
Ms x Vs = M1 x V1 + M2 x V2
bağıntısı yazılır.
Örnek: 200 mililitre 0,4 M NaOH çözeltisiyle, 800 mililitre 0,8 M NaOH çözeltisi karıştırılıyor. Karışımdaki NaOH molar
derişimi kaçtır?
Örnek: 200 mililitre 0,5 M NaOH çözeltisi içerisinde 8 gram daha katı NaOH çözülüyor. Çözeltiye su eklenerek hacim
1200 mililitreye tamamlanıyor. Son çözeltideki NaOH molar derişimi nedir? (NaOH=40)
Örnek: 2 litre 0,4 M HCl çözeltisi hazırlamak için, 0,5 M ve 0,1 M HCl çözeltileri karıştırılıyor. Bu çözeltilerden kaçar
mililitre kullanılmıştır?
Örnek: 0,5 M 400 mililitre NaOH çözeltisine, başka bir NaOH çözeltisinin 600 mililitresi ilave edildiğinde, son çözeltinin
molar derişimi 0,8 oluyor. 600 mililitrelik çözeltinin molar derişimi kaçtır?
ĠYONLARIN MOLAR DERĠġĠMĠ
Bir katı madde suda çözündüğünde, iyonlarına ayrışabiliyorsa, çözeltideki iyonlarında molar derişimleri hesaplanabilir.
İyonlar çözeltinin her tarafına homojen dağılacakları için dolaşabildikleri hacim, çözeltinin hacmi olacaktır. Buna göre,
çözelti içerisindeki iyonun mol sayısının çözelti hacmine bölünmesiyle, iyonun molar derişimi bulunacaktır. İyonların
molar derişimleri belirtilirken, iyon köşeli parantez içerisinde gösterilir.
Örnek: 100 mililitre 0,4 molar NaCl çözeltisi ve 400 mililitre 0,2 M FeCl 3 çözeltisi karıştırılıyor. Karışımdaki toplam Cl
molar derişimi kaçtır?
Örnek: 0,2 M NaCl, 0,5 M BaCl2 ve 0,08 M FeCl3 çözeltilerinin eşit hacimleri karıştırılıyor. Karışımdaki toplam Cl
molar derişimi kaçtır?
Örnek: Cl derişimi 0,4 mol/lt olan 500 mililitre CaCl2 çözeltisi kaç gram CaCl2 içerir? (CaCl2 = 111)
Örnek: 0,4 M 500 mililitre Al(NO3)3 çözeltisi 800 mililitreye seyreltilirse, oluşan çözeltide NO3 molar derişimi kaç olur?
Örnek: 5,3 gram X2CO3 ile 500 mililitre çözelti hazırlanıyor. Çözeltideki X
+
molar derişimi 0,2 olduğuna göre, X
elementinin atom kütlesi kaçtır? (C=12, O=16)
-
Örnek: 300 mililitre 0,2 M MgCl2 çözeltisi ile NaCl çözeltisinin 200 mililitresi karıştırılıyor. Karışımdaki Cl molar derişimi
0,44 olduğuna göre NaCl çözeltisinin başlangıçtaki molar derişimi kaçtır?
Örnek: Sertlik derecesi 1 olan suyun litresinde 10 miligram CaCO 3 bulunmaktadır. Buna göre, sertlik derecesi 15 olan
suda Ca
+2
molar derişimi kaç olur? (CaCO3=100)
ĠYON DENKLEMLERĠ VE ELEKTRĠK ĠLETKENLĠĞĠ
Çözeltileri kendi içerisinde elektrolit çözeltiler ve elektrolit olmayan çözeltiler olarak sınıflamıştık. Elektrolit olan
çözeltilerde, çözünen maddenin iyonları aracılığıyla elektrik akımı iletilir.Kristal halinde zaten var olan iyonlar, çözelti
oluştuğunda, çözelti içinde dağılırlar ve iyonlaşmış olurlar. Örneğin, NaCl iyonik bileşiği Na
+
-
ve Cl iyonlarından
oluşmuştur. Kristal içinde bulunan iyonlar su içerisinde kolayca dağılır ve çözelti içinde serbestçe hareket edebilir.
Su
 Na (suda) + Cl (suda)
NaCl(k) 
+
-
Bütün iyonik bileşikler NaCl iyonik katısı gibi suda çok çözünmez. AgCl iyonik katısı suda çok az çözünebilen
iyonik bir katıdır. Ancak, AgCl'nin suda çözünen kısmı yinede iyonlarına ayrışır.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 12
Su
AgCl(k) 
 Ag (suda) + Cl (suda)
+
-
Eşit derişimli ve hacimli AgNO3 ve NaCl çözeltileri karıştırıldığında, az çözünen bileşik olan AgCl katısı oluşur.
Tepkimenin iyon denklemi aşağıdaki gibidir.
Ag (suda) + NO3 (suda) + Na (suda) + Cl (suda) 
 AgCl(k) + Na (suda) + NO3 (suda)
+
+
Su
-
+
Tepkimede AgCl çöktüğünden, tepkimenin net iyon denklemi aşağıdaki gibi olur.
Su
Ag (suda) + Cl (suda) 
 AgCl(k)
+
-
Suda çok az çözünebilen ve büyük kısmı çöken maddelerle ilgili sorular çözülürken, bu tür maddelerin suda çözünmediği
varsayılacaktır.
Örnek: 400 mililitre 0,2 M FeCl3 çözeltisi ile 100 mililitre NaOH çözeltisi karıştırılıyor. Karışımdaki tüm Fe
+3
iyonları
-
çökeldikten sonra OH molaritesi 0,12 oluyor. Buna göre başlangıçtaki, NaOH molaritesi kaçtır?
Örnek: 9,68 gram X(NO3)3 bileşiği ile hazırlanan 200 mililitre çözelti, 300 mililitre 0,4 M NaOH çözeltisi ile karıştırılıyor.
+3
Karışımdaki X
-
ve OH iyonlarının tümü çöktüğüne göre X'in atom kütlesi kaçtır? (N=14, O=16)
-
Örnek: Molar derişimi 0,2 olan AlCl3 çözeltisinin 400 mililitresindeki Cl iyonlarının tümünü çöktürmek için,
molar
derişimi 1,2 olan AgNO3 çözeltisinden kaç mililitre kullanmak gerekir?
+
-
Örnek: 0,2 M 100 mililitre XCln çözeltisi ile 0,3 M 200 mililitre AgNO3 çözeltisi karıştırıldığında, tüm Ag ve Cl iyonları
AgCl şeklinde çöküyor. Buna göre XCln formülündeki n kaçtır?
Örnek: 1 molar 500 mililitre NaOH çözeltisi ile 300 mililitre Mg(NO 3)2 çözeltisi karıştırılıyor. Mg(OH)2 bileşiğinin suda
-
çözünmediği varsayılıyor. Karışımdaki OH molaritesi 0,1 olduğuna göre, başlangıçtaki Mg(NO3)2 çözeltisi kaç
molarlıktır?
Örnek: 200 mililitre 0,2 M CuSO4 çözeltisi ile 300 mililitre 0,4 M NaOH çözeltisi karıştırıldığında, kaç gram Cu(OH) 2
çöker? (Cu(OH)2=98)
Örnek: 700 mililitre 0,5 M Na2CO3 çözeltisi ile 300 mililitre 0,4 M HCl tepkimeye sokuluyor.
Na2CO3 + 2 HCl

2 NaCl + H2O + CO2
Buna göre, tepkime sonucunda oluşan CO2'in NK'da hacmi kaç litredir?
Örnek: 600 mililitre 0,2 M AgNO3 çözeltisi ile 400 mililitre K2CrO4 çözeltisi karıştırılıyor. İşlem sonucunda Ag 2CrO4
+
çökeltisi oluşuyor. Son karışımdaki Ag molar derişimi 0,02 olduğuna göre, başlangıçtaki K 2CrO4 molar derişimi
kaçtır?
Örnek: X elementinin klorla oluşturduğu bileşiğin 0,6 molü kullanılarak 300 mililitre çözelti hazırlanıyor. Bu çözeltinin
100 mililitresindeki klor iyonlarının tümünü çöktürmek için, 0,1M 200 mililitre AgNO3 çözeltisi kullanılıyor. Buna
göre, X elementi ile klorun oluşturduğu bileşiğin formülü nedir?
Örnek: I.
KCl çözeltisi ile Ba(NO3)2 çözeltisi karıştırılıyor. Karıştırma işleminin sonucunda bir çökelme
olmuyor.
II. Ba(NO3)2 çözeltisi ile K2CrO4 çözeltisi karıştırılıyor ve karışımda bir çökelme görülüyor.
III. AgNO3 çözeltisi ile KCl çözeltisi karıştırılıyor ve karışımda bir çökelme gözleniyor.
Buna göre, yukarıdaki karışımlarda çöken maddelerin formülleri nedir?
Örnek:
X2O3 + 6 HCl
tepkimesine göre 8 gram X2O3
 2 XCl3 + 3 H2O
ile 600 mililitre 0,5 M HCl çözeltisi tam olarak birleşiyor. Buna göre, X
elementinin atom kütlesi kaçtır? (O=16)
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 13
Çözünürlük ve Çözünme Hızı
Bir çözelti elde edilebilmesi için çözücü ve çözünenin biraraya gelmesi ve çözünmenin gerçekleşmesi gerekir.
Çözeltileri, içerisinde çözünmüş madde miktarı bakımından doymuş, doymamış ve aşırı doymuş çözeltiler olarak
sınıflayabiliriz.
Çözünen madde çözücü ile karıştırıldığında önce çözünme gerçekleşir. Bir süre sonra çökelme başlar. Çözünme hızı ile
çökelme hızı eşit olduğunda çözünen maddenin çözelti içerisindeki derişimi sürekli aynı olur. İçinde bir miktar katı madde
kalan çözelti doymuş olur. Aşağıdaki şekilde 1. bardaktaki çözeltide dipte azda olsa katı madde kaldığı için çözeltimiz
doymuştur. İkinci bardakta ise çözelti içerisinde katı madde çözünmeye devam ettiği için çözelti henüz doymamıştır.
Çeşitli katı maddelerinin çözünürlüklerinin sıcaklıkla değişim grafiği aşağıdaki gibidir. Çeşitli sıcaklıklarda maddelerin
çözünürlüklerine bakıldığında çözünme miktarlarının genellikle farklı olduğu görülmektedir.
Belirli bir sıcaklık derecesinde,belirli miktar çözücüde çözünebilen maksimum madde derişimine
çözünürlük denir.
Çözünürlük,ayırt edici ve çözücünün ve çözünenin miktarına bağlı olmayan bir özelliktir. Aşağıda verilen grafikte
maddelerin çözünürlüğünü gösteren eğrilerin geçtiği noktalarda çözelti doygundur.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 14
Grafik. Çeşitli katı maddelerin çözünürlüklerinin sıcaklıkla değişimi
Çözeltiler, çözünen madde miktarına göre üç farklı gruba ayrılabilir.
1.
Doymuş Çözelti
Derişik çözeltilerde çözünebilecek olan maddenin bir üst sınırı vardır. Örneğin,100 ml su içerisine fazlaca şeker atılırsa,
şekerin bir kısmı çözünmeden kalacaktır. Bu durumda çözünebilen şeker ve suyun oluşturduğu çözeltiye doymuş
çözelti denir.
Belirli bir sıcaklık ve basınçta, çözücünün çözebileceği kadar madde içeren doymuş bir çözeltiye daha fazla çözünen
o
eklendiğinde,eklenen madde çözünmeden kalır. Örneğin, 25 C sıcaklıkta 100 ml suda 36 gram tuzun çözünmesiyle
oluşan doymuş çözeltiye daha fazla tuz eklendiğinde,eklenen tuz çözünmez ve tuzlu suyun dibinde birikir.
Doymuş bir çözeltiye sabit sıcaklıkta, çözünen madde eklenmesi durumunda, eklenen madde çözünmeden kalır.
Doymuş çözeltiler kararlıdır ve koşullar değişmedikçe çözeltide çökme ya da çözünme olayları gözlenmez.
Grafik. Çözelti Çeşitleri.
2.
Doymamış Çözelti
Bir çözeltide doygunluk miktarının altında çözünmüş madde varsa,bu çözeltiye doymamış çözelti denir.Doymamış bir
çözeltiye daha fazla çözünen madde eklenirse, çözündüğü görülür. Başka bir deyişle, doymamış bir çözelti doygunluk
noktasına gelene kadar çözünen maddeyi çözebilir.
3.
Aşırı Doymuş Çözelti
Bir çözeltide doygunluk miktarının üstünde madde çözünmüş ise, yani çözelti çözebileceğinden daha çok çözünen
madde içeriyorsa, böyle çözeltilere de aşırı doymuş çözelti adı verilir. Aşırı doymuş olarak hazırlanan çözeltiler
kararsızdır. Yüksek bir sıcaklıkta hazırlanmış olan doymuş çözelti, soğumaya bırakıldığında bazen çökme olmayabilir. Bu
çözelti daha düşük sıcaklıkta içermesi gereken maddeden fazlasını yapısında barındırmış olur. Başka bir deyişle, bu
çözelti düşük sıcaklıkta aşırı madde içerir. Bu çözeltiye küçük bir parça çözünen kristali eklendiğinde, çok hızlı bir çökme
gerçekleşir. Aşırı madde dibe çöker ve çözelti barındırması gereken miktarla doymuş hale gelir. Evde hazırlanmış olan
reçellerde aşırı doymuşluğa rastlanabilir. Reçelin şekerlenmesi onun hazırlanması sırasında aşırı doymuş olduğunu
gösterir. Aşırı doymuş çözeltiler, zamanla aşırı miktarın çökmesiyle kararlı hale gelirler yani doymuş olurlar.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 15
Şekil.(a)Aşırı doymuş sodyum asetat(CH3COONa) sulu çözeltisi.(b) Aşırı doymuş çözeltiye ufak bir parça
sodyum asetat kristali eklenirse aşırı çözünmüş kısım hemen kristalleşir.
Sıvılar da katılar gibi başka sıvılar içinde çözünebilir. Örneğin, etil alkolle su birbiri içerisinde her oranda karışarak
çözünebilirler. Etil alkol, gliserin, sirke gibi sıvılar suda her oranda çözünebilirken, benzaldehit suda çok az çözünür. Bu
nedenle, çözünürlük sıvılar içinde ayırt edici özellik olarak kullanılır.
Hava, gazlardan oluşan bir karışımdır. Havayı oluşturan gazlar gibi bütün gazlar birbiriyle her oranda karışır. Gazlar da,
katılar ve sıvılar gibi suda çözünebilirler. Gazların sudaki çözünürlükleri oldukça azdır. Örneğin, oksijen gazı ya da
karbondioksit gazı suda çok az çözünen gazlardır. Gazların küçük bir kısmının sudaki çözünürlüğü ise fazladır.
Örneğin,amonyak ( NH3 ) gazı suda çok çözünür.
Gazlarda da çözünürlük ayırt edici özellik olarak kullanılır.
Çözünürlüğü Etkileyen Etmenler
Sıcaklık, basınç, çözücü ve çözünenin türü gibi faktörler çözünürlüğü etkiler.
1. Sıcaklık
Sıcaklık çözünürlüğü önemli ölçüde etkiler. Çözünme ısı alan(endotermik) ise, sıcaklığın yükseltilmesi
çözünürlüğü
artırır. Isı veren ise, sıcaklığın yükseltilmesi çözünürlüğü azaltır.
Katıların çözünmesi genellikle ısı alan olduğundan, sıcaklık artışı katıların çözünürlüğünü artırır. Bazı katı maddelerin,
sıcaklık artışıyla çözünürlükleri azalır. Örneğin, sodyum sülfatın çözünürlüğü sıcaklık arttıkça azalır(bakınız katıların
çözünürlük grafiği). Gazların suda çözünmeleri sırasında ise ısı açığa çıkar. Bu nedenle gazların çözünürlüğü sıcaklık
arttıkça azalır.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 16
Grafik. Çeşitli gazların çözünürlüklerinin sıcaklıkla değişimi
2. Çözücü ve Çözünenin Türü
Çözücü ve çözünen maddelerin molekül yapıları, polarlıkları bakımından ne kadar çok benzer yapıdalarsa, çözünme o
kadar iyi olur. Polar çözücüler polar maddeleri, apolar çözücülerde apolar maddeleri iyi çözer. Su içerisinde yemek tuzu,
şeker ve etil alkol gibi maddeler iyi çözünür. Naftalin, zeytinyağı gibi maddeler ise suda hemen hemen hiç çözünmez.
Oysa organik çözücülerde (benzin, aseton), etil alkol çok az çözünürken, benzaldehit çok iyi çözünür.
3. Basınç
Katı ve sıvılar sıkıştırılamadığından basınçla çözünürlükleri değişmez. Ancak gazlar sıkıştırılabilme özelliğine sahip
olduklarından, uygulanan basınçla orantılı olarak çözünürlükleri değişir. Basınç artırılırsa çözünürlük artar ya da basınç
düşürülürse çözünürlük azalır.
Denge Durumu
Basınç artırılıyor
Yeni denge oluşuyor
Şekil.Gazların çözünürlüğünün basınçla değişimi
Kanımızda çözünmüş halde hava bulunur. Deniz dibine doğru dalan bir kimsenin uzun süre su altında kalması
durumunda, basınç artması nedeniyle, daha çok hava çözünür. Böylece, havanın bileşiminde yer alan azot gazı da fazla
çözünmüş olur. Deniz dibinden hızla yukarı çıkan dalgıcın kanındaki azot, basınç azalacağından hızla gaz haline geçer
ve plazmadan ayrılır. Oluşan gaz kabarcıkları kanın damarlarda dolaşımını engeller. Kanın gidemediği dokular
beslenemez ve hasar görürler. Oluşan bu hasara vurgun denir.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 17
Grafik. Gazların çözünürlüğünün basınçla değişimi.
Çözünme Hızı
Çözünme hızı, birim zamanda belirli miktardaki çözücüde çözünen madde miktarıdır. Çözünürlüğü, çözünme hızı ile
karıştırmamak gerekir.
Çözünme hızını etkileyen etmenler
1. Çözücü ve çözünen türü
2. Sıcaklık
3. Çözücü ve çözünenin değme yüzeylerinin büyüklüğü
4. Çözücü ile çözüneni karıştırmak
Çözünme hızını etkileyen etmenlerden karıştırmak ve yüzey büyüklüğü çözünürlüğü etkilemez. Fakat, çözücü ve
çözünen türü ile sıcaklık hem çözünme hızını hem de çözünürlüğü etkiler.
Çözeltilerin Elektrik Ġletkenlikleri
Çözeltileri elektrik iletkenliklerine göre de gruplandırabiliriz. Elektrik akımını iletebilen çözeltilere elektrolit çözeltiler
denir. İyonik yapılı bileşiklerin(tuzlar) çözeltileri, asit ve baz çözeltileri iletkendir. Bu maddeler suda iyonlar halinde
çözünürler ve çözelti içerisindeki hareketleriyle elektrik akımını iletirler. Örneğin, yemek tuzu suda iyonlarına ayrışarak
çözünür ve elektrik akımını iletir. Çeşme suyu da elektriği iletebilir. Şeker, alkol, üre, N2, O2 gibi maddeler suda
çözündüklerinde, sadece moleküllerine ayrışırlar ve iyon oluşturmazlar. Bu tür moleküler çözünmeler sonucunda oluşan
çözeltiler, iyon içermedikleri için elektriği iletmezler. Bu tür çözeltilere elektrolit olmayan çözeltiler denir.
Şekil. Çeşitli çözeltilerin elektrik iletkenliği. Moleküler çözünmüş olan sükroz çözeltisi elektriği iletmezken,
iyonlaşmanın gerçekleştiği çözeltiler, iyon derişimlerine bağlı olarak elektriği az ya da çok iletirler.
+
Çözeltiler içerdikleri H iyonu derişimine göre asidik, bazik, ve nötr çözeltiler olarak gruplandırılabilir. Asit, Baz ve Tuz
çözeltileri elektrolit çözeltilerdir.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 18
Çözünürlük ile ilgili örnekler
Çözünürlük
(g/100 cm 3su)
o
Sıcaklık ( C)
Bir X katı maddesinin çözünürlüğünün sıcaklığa bağlı değişimi yukarıdaki gibidir. 1'den 7'ye kadar olan soruları yukarıda
3
grafiğe göre yanıtlayınız.(dsu = 1 g/cm )
1.
o
30 C sıcaklıkta 400 gram su içerisinde en çok kaç gram X katısı çözünebilir?
A) 128
2.
B) 256
B) 40
E) 70
o
B) 60
C) 80
D) 120
E) 240
o
40 C deki doymuş X çözeltisi kütlece yüzde kaçlık olur?
B) 40
C) 50
D) 80
E) 90
o
o
70 C sıcaklıkta 200 gram su ile hazırlanmış doymuş X çözeltisinin sıcaklığı 60 C ye düşü-rülürse kaç gram
X çökelmiş olur?
B) 40
C) 60
D) 80
E) 120
o
o
60 C de 400 gram su ile hazırlanan doymuş X çözeltisinin sıcaklığı 30 C ye düşürülüyor. Çökelen
o
maddenin olmaması için 30 C sıcak-lıkta çözeltiye kaç gram su eklenmelidir?
A) 600
7.
D) 60
o
A) 20
6.
C) 50
o
A) 20
5.
E) 800
40 C de hazırlanmış 400 gram doymuş X çö-zeltisinin sıcaklığı 60 C ye çıkarılıyor. 60 C sıcaklıkta
çözeltinin tekrar doyabilmesi için kaç gram daha X eklenmesi gerekir?
A) 50
4.
D) 512
240 gram X in 200 gram su içerisinde çözün-mesiyle doymuş çözelti oluşuyor. Çözeltinin hazırlandığı
o
sıcaklık kaç C dir?
A) 30
3.
C) 320
B) 500
C) 400
D) 320
E) 200
o
50 C'de 30 gram X kullanılarak elde edilecek çözelti kaç gram olur?
A) 35
B) 40
Mustafa Atalay
C) 50
D) 55
E) 65
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 19
Çözünürlük
(gr X / 100 ml su)
30
25
20
15
10
5
40
8.
60 66 70
t (oC)
o
200 ml su kullanılarak 66 C de X in doygun çözeltisi hazırlanıyor. Çözelti kaç gramdır?
A) 210
9.
50
X katısının sudaki çözünürlüğünün sıcaklıkla değişimi grafikte görülmektedir.
Aşağıdaki 8-17 arasındaki soruları bu grafiğe göre yanıtlayınız.(dsu= 1 g/ml)
B) 225
C) 240
D) 250
E) 260
o
o
1 litre su kullanılarak 50 C de X in doygun çözeltisi hazırlanıyor. Sıcaklık 66 C ye yükseltildiğinde doygun
çözelti oluşması için, çözücünün yüzde kaçı buharlaştırılmalıdır?
A) 20
B) 40
C) 50
D) 60
E) 80
10. X in 66 oC de doygun çözeltisinin derişimi kütlece yüzde kaçtır?
A) 10
B) 15
C) 20
D) 25
E) 30
11. 500 ml su kullanılarak X in 70 oC de doygun çözeltisi hazırlanıyor. Sıcaklık 40 oC ye düşürülüyor. Kaç gr X
çöker?
A) 20
B) 30
C) 40
D) 60
E) 100
12. 11. soruda X in çökmemesi için kaç ml su eklenmelidir?
A) 200
B) 400
C) 500
D) 1000
E) 2000
13. 40 gr X kullanılarak 200 gram çözelti hazırlanıyor. Çözelti kaç oC de doygun hale gelir?
A) 40
B) 50
C) 60
D) 66
E) 70
14. 20 gr X, 200 ml kaynar suda çözülüyor ve soğumaya bırakılıyor. X in çökmeye başlaması için sıcaklık kaç oC
nin altına düşmelidir?
A) 40
B) 50
C) 60
D) 66
E) 70
15. 500 ml suda 75 gr X çözülebilmesi için sıcaklık en az kaç oC olmalıdır?
A) 40
B) 50
C) 60
D) 66
E) 70
16. Hangi sıcaklıkta X in doygun çözeltisinin derişimi kütlece % 20 tir?
o
o
A) 60 C
o
B) 66 C
D) 73 C
o
o
C) 70 C
E) 80 C
17. Eşit miktarlarda su kullanılarak X in 40 oC ve 70 oC de doygun çözeltileri hazırlanıyor. İki çözelti
o
karıştırılıyor. X in çökmemesi için, sıcaklık en az kaç C olmalıdır?
A) 50
Mustafa Atalay
B) 55
C) 60
D) 65
E) 70
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 20
Çözünürlük (g.x / 100 g su)
100
80
60
40
20
10 20 30 35 40
X katısının çözünürlüğünün sıcaklıkla değişimi şekildeki gibidir. 18-19. soruları
grafikteki bilgilere göre yanıtlayınız. (dsu= 1 g/ml)
(Sıcaklık oC)
18. 35 oC de 400 gram su ile hazırlanan X çözeltisi kaç gramdır?
A) 320
B) 520
C) 600
D) 720
E) 830
o
o
19. 40 C de 100 gram su ile hazırlanan doymuş X çözeltisi 20 C ye kadar soğutuluyor. Kaç gram X çöker?
A) 20
B) 40
C) 60
D) 80
E) 100
ÇÖZELTĠLERĠN DERĠġĠME BAĞLI(KOLLĠGATĠF) ÖZELLĠKLERĠ
Çözünen taneciklerin derişimlerine bağlı olan özelliklere kolligatif özellikler adı verilir. Bu bölümde incelenecek kolligatif
özellikler, çözücünün buhar basıncının düşmesi, kaynama sıcaklığının yükselmesi, donma noktasının alçalması ve bir
zardan farklı çözelti içine geçme eğilimidir.
Buhar Basıncının DüĢmesi
Bir sıvıda uçucu olmayan bir katı bir madde ya da uçucu olan bir sıvı
çözündüğünde
sıvının
buhar
basıncı
düşer.
Buhar
basıncının
düşmesi
buharlaşmanın daha az olduğu anlamına gelir. Tuz gibi suda çözünen bir
maddenin çözelti içerisindeki miktarı arttıkça suyun buharlaşması ve buhar basıncı
düşer. Çözünen maddenin mol kesri arttıkça buhar basıncında daha büyük düşme
gerçekleşir.
Çözeltilerin buhar basınçları, saf sıvıların buhar basıncından farklıdır. Çözünen
derişimi ile çözeltinin buhar basıncı arasındaki ilişki Fransız Kimyacı F. M. Rault
tarafından bulunmuştur. Buna göre uçucu bileşeni bulunmayan bir çözeltideki
buhar basıncı düşmesi, çözeltideki çözünen maddenin mol kesriyle doğru orantılıdır. Suyun çözücü tuzun çözünen
olduğu bir çözeltide, çözeltinin buhar basıncını suyun mol kesri belirler.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 21
Şekil. Uçucu olmayan bir çözünenin çözücüye eklenmesi durumunda oluşan buhar molekülleri sayısında bir azalma
olduğu için basınç düşer.
Herhangi bir çözeltinin buhar basıncı(PT), çözeltiyi oluşturan bileşenlerinin buhar basınçlarının toplamına eşittir.
PT = P1 + P2 + …….. + Pn
Çözüneni A, çözücüsü B olan iki bileşenli bir ideal çözeltide, PB çözücünün kısmi buhar basıncı, PA çözünenin kısmi
buhar basıncıdır. Çözücünün kısmi buhar basıncını hesaplamak için saf çözücünün o sıcaklıktaki buhar basıncı ile
çözeltideki mol kesri çarpılır. Saf çözücünün buhar basıncını belirli bir sıcaklıkta
ile ve çözücünün mol kesrini Xçözücü
ile gösterirsek,
PB =
. Xçözücü
işlemi bize çözücünün o sıcaklıktaki kısmi basıncını verir. Çözünenin kısmi basıncını bulmak için de,
PA =
. Xçözünen
bağıntısı kullanılır.
Çözeltinin toplam basıncı ise,
PT = PA =
. Xçözünen + PB =
. Xçözücü
denklemiyle hesaplanır.
Suyun buhar basıncının suya etilen glikol eklenmesiyle nasıl değiştiğini aşağıdaki örnekle inceleyelim.
o
Örnek: Etilen glikol(HOCH2CH2OH) antifriz olarak kullanılan bir maddedir. 90 C sıcaklıkta 100 ml etilen glikol ve 100 ml
su ile hazırlanan çözeltide suyun buhar basıncını hesaplayınız.(Etilen glikolün özkütlesi 1,15 g/ml, suyun özkütlesi 1
o
g/ml'dir. Saf suyun 90 C sıcaklıktaki buhar basıncı 525,8 mmHg'dir. Etilen gilkol= 62 g/mol, H2O = 18 g/mol)
Çözüm: Önce çözeltiyi oluşturan maddelerin mol sayılarını bulalım.
x
100 ml etilen glikol x
100 ml su x
Psu = (Xsu)(
= 1,86 mol etilen glikol
= 5,56 mol su
) = (0,749)(525,8 mm Hg) = 394 mmHg
Çözeltilerde Donma Noktası DüĢmesi ve Kaynama Noktası Yükselmesi
Uçucu olmayan bir katı madde sıvı içerisinde çözündüğünde, sıvının özelliklerinde değişme olur. Belirli bir sıcaklıkta, arı
suyun buhar basıncını düşürebilmek için, içerisine suda çözünebilen katı bir madde (tuz, şeker) eklenebilir. Böyle bir
durumda, aynı sıcaklıkta, oluşan çözeltinin buhar basıncı, arı suyun buhar basıncından düşük olur. Çünkü, çözünen
madde molekülleri, birim yüzeydeki çözücü moleküllerinin sayısını azaltır. Bu durum çözücünün daha yavaş ve zor
buharlaşmasına,dolayısıyla buhar basıncının düşmesine neden olur. Buhar basıncının açık hava basıncına eşit olması
(kaynama) için, çözeltinin daha yüksek sıcaklıklara ısıtılması gerekir. Başka bir deyişle, buhar basıncı düşünce kaynama
noktası da yükselmiş olur. Bu nedenle, içinde katı madde çözünmüş çözeltilerin kaynama noktası saf çözücünün
kaynama noktasından daha yüksektir.
Kolligatif özellikler, çözünenin cinsine bağlı olmayıp yalnızca çözeltide bulunan taneciklerin derişimine bağlıdır ve
taneciklerin molekül, anyon veya katyon oluşlarına bağlı değildir. Örneğin, 1 molal metanol(CH3OH) çözeltisi ile 1 molal
etanol(C2H5OH) çözeltisinin çözücüleri aynı olmak koşuluyla kaynama noktaları yükselmeleri ile donma noktası
+
-
alçalmaları aynı iken,1 molallik sofra tuzu(NaCl) çözeltisinde, tuz Na ve Cl iyonlarına ayrışır ve çözeltideki tanecik sayısı
iki katına çıktığı için, kaynama noktası yükselmesi ve donma noktası alçalması metanol ve etanolün iki katı olur. Saf
çözücünün içerisinde ne kadar çok katı madde çözünürse, kaynamaya noktasındaki yükselme miktarı o kadar fazla
olacaktır. Çözeltinin kaynama noktasındaki yükselme miktarı, birim hacimde bulunan tanecik(iyon, molekül gibi)
miktarı ile doğru orantılı değiĢir. İyonlaşmadan çözünen maddenin bir molü 1000 gram çözücü ile karıştırılıp
o
o
çözününce, donma noktası 1,86 C düşer; kaynama noktası ise 0,52 C yükselir. İyonlaşarak çözünebilen maddelerde ise
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 22
bu değişmeler, çözünen maddenin verdiği iyon sayısı ile çarpımı kadar olur. Elektrolitlerin seyreltik çözeltilerinin donma
noktası, elektrolit olmayan ideal çözeltilere göre daha fazla düşer. Örneğin, AgNO 3, K2SO4 ve AlCl3 gibi elektrolitler,
elektrolit olmayan bir maddenin aynı derişimdeki çözeltisine göre donma noktasını sırasıyla iki, üç ve dört kat azaltır. Bu
durumda iyon sayısı donma noktasını farklı hale getirir.
Zayıf elektrolitlerin çözeltilerinde iyonlaşmanın tam olmaması sebebiyle, aynı derişimdeki elektrolit olmayan çözeltilerin
kolligatif özelliklerinin tam katları alınarak bir hesap yapılamaz.
Grafik. Suyun faz diyagramı(kırmızı çizgiler) ve uçucu olmayan bir katının suda çözünmesiyle oluşan
çözeltinin faz diyagramı(mavi çizgiler). Çözeltinin kaynama noktası suyunkinden yüksek, donma
noktası ise suyunkinden düşüktür.
Kaynama sıcaklığı yükselmesi ölçülerek mol kütlesi belirlenmesi yöntemine ebüliyoskopi denir.
Bir çözücünün çözelti oluşturduğunda kaynama noktasında meydana gelen değişim,
bağıntısıyla bulunur.
, çözücünün kaynama noktası değişimini, Kk, çözücünün kaynama noktası yükselme
sabitini(ebüliyoskopi sabiti), m değeri ise molaliteyi gösterir.
Bir çözelti içerisinde,uçucu olmayan bir maddenin çözünmesi, donma noktasının düşmesine de neden olur. Örneğin suya
o
şeker ilave edildiğinde, 0 C'nin altındaki sıcaklıkta donar. Tuzlu suyun donma noktası da donma sırasında sürekli
düşer.Yani tuzlu suyun kaynaması veya donması sırasında sıcaklık sabit kalmaz. Bu durumda karışımların erime ve
kaynama sıcaklıklarının sabit olmadığını söyleyebiliriz. Donma sıcaklığı alçalması ölçülerek mol kütlesi belirlenmesi
yöntemine kriyoskopi denir.
o
Şekil.(a) Buzun 0 C sıcaklıkta saf sudaki denge konumu.(b) İçinde çözünen madde bulunan suda buzun denge durumu.
Bir çözücü çözelti oluşturduğunda, donma noktasında meydana gelen değişim,
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 23
bağıntısıyla bulunur.
, çözücünün donma noktası değişimini, Kd, çözücünün donma noktası alçalması
o
o
sabitini(kriyoskopi sabiti), m değeri ise molaliteyi gösterir. Su için Kk değeri 0,52 C/m iken Kd değeri 1,86 C/m dir.
Maddelerin ısınma eğrileri incelenerek, bir sıvının arı madde veya çözelti olduğu anlaşılır.
Tablo. Bazı çözücü maddelerin molal kaynama noktaları, K k değerleri, donma noktaları ve Kd değerleri
Grafik. Suyun(kırmızı) ve bir sulu çözeltinin(yeşil) (a) kaynama eğrisi ve (b) donma eğrisi.
Donma ve kaynama noktalarındaki bu değişme, çözünen katı miktarına, çözünen maddenin yapısına ve çözücünün
o
yapısına göre az veya çok olur. Tuz ve su kullanılarak hazırlanan bir çözelti ısıtıldığında, 100 C'nin üstünde kaynamaya
başlayacaktır. Ancak kaynama süresince su buharlaşacağı için, birim hacimde çözelti başına tuz miktarı artacaktır.
Böylece çözeltinin özkütlesi artmış olacaktır. Bu durumda buharlaşma daha zor ve yavaş gerçekleşecektir. Başka bir
deyişle, kaynama noktası sabit kalmayacak ve yükselecektir. Çözelti doyma noktasına ulaşıncaya kadar, bu yükselme
devam edecektir. Çözelti doyma noktasına ulaştığında çözeltinin özkütlesi sabit kalacaktır. Başka bir deyişle, birim
hacimdeki tuz miktarı sabit kalacaktır. Bunun nedeni, buharlaşan su miktarı ile orantılı olarak, buharlaşan suyun çözmüş
olduğu tuzun, katı halde dibe çökmesidir. Bu durumda kaynama sıcaklığı sabit kalacaktır. Yani, kaynama sırasında
doyma noktasına ulaşan çözeltilerde, sıcaklık sabit kalacaktır. Aynı durum, oluşturulan çözeltinin donma olayı için de
geçerlidir. Yani hazırlanan tuzlu su çözeltisi soğutulursa, donma olayı sabit sıcaklıkta gerçekleşmeyecektir.
Çözeltilerde, kaynama noktasındaki yükselme ve donma noktasındaki düşme, çözeltinin birim hacminde çözünen madde
miktarı ile orantılı olarak değişir. Çözeltilerde, çözünen madde miktarının artması kaynama noktasını yükseltirken, donma
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 24
noktasının düşmesine neden olur. Öyleyse çözeltilerin sıcaklık-zaman grafikleri, saf çözücülerin grafiklerinden farklı
olacaktır.
Bu durumda karışımların, saf maddelerden farklı olarak, erime ve kaynama noktalarının sabit olmadığını söyleyebiliriz.
Maddelerin ısınma eğrilerinin incelenmesi sırasında, bir maddenin saf madde ya da çözelti olduğu, erime ve kaynama
sıcaklıklarının sabit olup olmadığına bakılarak anlaşılabilir.
Kaynama noktasının yükselmesi için çözünenin uçucu olmaması gerekirken, donma noktası alçalmasına ait böyle bir
sınırlama yoktur.
Örnek:
I.
Saf su
II. 500 gram su + 0,5 mol C6H12O6
III. 200 gram su + 0,1 mol NaCl
IV. 800 gram su + 0,4 mol AlCl3
Aynı sıcaklıkta bulunan saf su ile verilen çözeltilerin,
a) aynı sıcaklıktaki denge buhar basınçlarını,
b) aynı dış basınçtaki kaynama noktalarını ve donma noktalarını karşılaştırınız.
Örnek: 250 gram suda 72 gram C6H12O6 bileşiğinin çözünmesiyle oluşan çözeltinin, 1 atmosfer basınç altında donmaya
0
başlama sıcaklığı kaç C olur? (C6H12O6=180)
0
Örnek: 400 gram su içerisinde 92 gram etil alkolün(C 2H5OH) çözünmesiyle hazırlanan çözeltinin donma noktası -a C
0
oluyor. Aynı basınçta 500 gram su ve bir miktar NaCl ile hazırlanan çözeltinin donma noktası da -a C oluyor.
Buna göre ikinci çözeltide kaç gram NaCl kullanılmıştır? (NaCl=58,5, C 2H5OH=46)
0
Örnek: 0,5 M NaCl çözeltisinin kaynamaya başladığı sıcaklık 100,5 C ise, 1M AlCl3 çözeltisi hangi sıcaklıkta
kaynamaya başlar?
Ozmoz
Suyun yarı geçirgen bir zardan, derişimin düşük olduğu taraftan yüksek olduğu tarafa geçişine ozmoz denir.
Şekil. Çözücü moleküllerinin yarı geçirgen bir zardan çözeltiye geçişi
Yarı geçirgen zar, yalnızca belli tür molekülleri ya da iyonları bir taraftan diğer tarafa geçirebilir. Yarı geçirgen zar su
moleküllerinin geçişini engellemez. Suyun çok yoğun olduğu bölgeden diğer tarafa geçişi sırasında oluşan basınca
osmotik basınç adı verilir. Başka bir deyişle, derişimi yüksek olan tarafın derişimi düşük olan taraftaki çözücüye
uyguladığı emme kuvveti ozmotik basınçtır.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 25
Yanda görüldüğü gibi yarı geçirgen zar her iki çözeltiyi
birbirinden ayırır. Yani, çözeltilerin karışmasına engel
olurken, seçici bir şekilde çözücü moleküllerinin geçişine izin
verir(a). Seyreltik çözeltideki su molekülleri zardan geçerek
derişik çözeltinin derişimini düşürür. Su geçişi derişik
çözeltinin seviyesini yükseltmeye başlar. Su geçişi dengeye
ulaştığı anda(b), oluşan ozmotik basınç, kaba girecek su
moleküllerinin geçişini engellemeye başlar. Yani ozmozda
suda çözünmüş maddelerin çok olduğu kısım, suda
çözünmüş maddelerin az olduğu kısma bir ozmotik basınç
uygular. Ozmotik basınç ne kadar büyükse, yoğun ortama geçişi durdurmak için gerekli olan çözeltinin yüksekliği de o
kadar büyüktür. Sistem dengeye ulaştığında, yarı geçirgen zardan iki yöne de eşit sayıda çözücü molekülü geçiş
yapmaya başlar.
Su ya da sulu çözelti dolu bölmelerin kabın çeperlerine uygulayacağı basınca hidrostatik basınç denir.
Ozmoz canlı organizmalar için de çok önemlidir. Hücre zarları, küçük moleküllerin ve hidratlaşmış iyonların geçişine izin
verecek şekilde yapılanmış yarı geçirgen bir zardır. Hücre içindeki ve dışındaki çözünen maddelerin derişim farkı ozmotik
basıncın oluşmasına neden olur. Hücre içi ve dışı derişim farklı olursa bir taraftan diğer tarafa suyun geçmesi söz konusu
olur.
İzotonik bir çözelti içerisindeki hücre içi ve dışı derişimler eşit olduğu için içe ve dışa
su giriş ve çıkışı aynı olduğu için net bir hareketten söz edilemez(a). Hipertonik
çözelti içerisinde, hücre dışı derişimi içeriye göre çok yüksek olduğu için hücre su
kaybeder, büzülür , belki de çok su kaybettiği için ölür. Hipotonik bir çözeltide, hücre
içi madde derişimi yüksek olduğu için hücre su alır ve şişer. Çok fazla su alırsa
patlayabilir.
Ters Ozmoz
Çözücünün yarı geçirgen bir zar yardımıyla daha yoğun bir ortamdan daha az
yoğun bir ortama geçmesine ters ozmoz denir. Ters ozmozda yüksek basınç
kullanılır. Yandaki şekilde görüldüğü gibi, su geçişinin olması gereken yönün tersine
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 26
gerçekleşebilmesi için, çözeltinin bulunduğu taraftan, çözeltinin ozmotik basıncından daha yüksek bir basıncın
uygulanması gerekir. Bu durumda su molekülleri çözücünün bulunduğu tarafa geçiş yapacaklardır.
Heterojen KarıĢımlar
Özelliği her yerinde aynı olmayan karışımlardır. Heterojen karışımlarda karışımı oluşturan tanecikler birbiri içerisinde
homojen dağılım göstermezler. Bileşimindeki farklı fazları ayrık bir biçimde birarada bulundururlar(kumlu su, zeytinyağı
su gibi). Heterojen karışımlar, süspansiyonlar, emülsiyonlar, aeresoller, kolloitler ve adi karışımlar gibi gruplara
ayrılabilirler.Karışımları oluşturan maddelerden biri diğeri içinde dağılıyorsa dağılan maddeye dağılan faz , diğer
maddeye ise dağıtan faz denir.
Süspansiyon
Dağıtan fazı sıvı, dağılan fazı katı olan, katı – sıvı heterojen karışımlardır. Tebeşir tozu-su, çamurlu su, kum su karışımı
örnek olarak verilebilir. Genellikle süzme ile bileşenlerine ayrılırlar. Kumlu su filtre kağıdından süzülürse kum ve su
birbirinden ayrılır. Kan bir süspansiyon karışımdır; ancak ayrıştırılması süzme ile gerçekleşmez. Santrifüjlenerek kan
içerisindeki hücreler ve proteinler çöktürülür ve plazma kısmından ayrılmış olur.
Emülsiyon
Dağıtan ve dağılan fazları sıvı olan sıvı – sıvı heterojen karışımlardır. su-kloroform, suzeytinyağı karışımı, su-mazot karışımı, süt, mayonez örnek olarak verilebilir. Genellikle
ayırma hunisi adı verilen ve maddelerin özkütle farkının kullanıldığı aletle birbirlerinden
ayrılırlar; ancak süt ve mayonezin bileşenlerine ayrıştırılması ayırma hunisi ile
gerçekleşmez.
Aerosol
Dağıtan fazı gaz, dağılan fazı katı veya sıvı olan katı – gaz veya sıvı – gaz heterojen
karışımlardır. Sis ve bulut sıvı aeresol örnekleridir. Duman, amonyum klorür buharı katı
aeresol örnekleridir. Bir gazın bulunduğu ortamda asılı durumda bulunan sıvı
damlacıklarıyla veya katı parçacıklarıyla oluşurlar. Gaz içerisinde asılı kalan sıvı
damlacıkların ya da katı parçacıklarının boyutları çok küçüktür ve gaz içerisinde kolayca dağılır.
Kolloitler
Katı taneciklerinin bir sıvı içerisinde çıplak gözle görülemeyecek
kadar küçük tanecikler halinde heterojen olarak dağılmasıyla
oluşan karışıma kolloit denir. Bir katının sıvı faz içerisinde
dağılmasıyla oluşan kolloit sisteme ise sol adı verilir.
Yandaki şekilde soldaki bardak içerisinde tanecikler
görünmezken(çözelti) sağdaki bardakta ışığın etkisiyle tanecikler
farkedilebilmektedir(kolloit).
Kolloitlerde dağılan tanecik boyutları, süspansiyon karışımları ile
çözeltide dağılan tanecik boyutlarının arasında bir boyuttadır ve normal olarak bakıldığında farklı fazlar
anlaşılamamaktadır.
Adi KarıĢımlar
Katı – katı heterojen karışımlardır. Un toz şeker karışımı, toprak, kükürt tozu-demir tozu örnek olarak verilebilir.
Ayrıştırılmaları daha kolaydır. Örneğin, kükürt tozu ile demir tozu birbirinden mıknatıs yardımıyla ayrılabilir.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 27
Yukarıda anlatılan heterojen karışımları oluşturan maddelelerin tanecik boyutlarıni çözeltiyi oluşturan taneciklerin
boyutlarıyla karşılaştıracak olursak, tanecik boyutu 10
-9
-9
-6
m'den küçük olanlar çözelti, 10 m ve 10 m arasında olanlar
-6
kolloit, parçacık boyutu 10 m'den büyük olanlar ise süspansiyon olarak tanımlanabilir.
Sabun köpüğü kolloitler için iyi bir örnektir.
Sabun molekülünün yapısını incelediğimizde, suyu seven(hidrofil) bir baş kısmı ve suyu sevmeyen(hidrofob) bir kuyruk
kısmından oluştuğunu görürüz. Sabun molekülleri diğer sabun molekülleri ile hidrofob uçlarından baş başa gelerek sabun
misellerini oluştururlar.
Sabunun
temizlemesinde
aktif
olan
madde,
zinciri
oluşturan
asidi
uzun
yağ
anyonudur.
Karboksilat
anyonu
polar
hiddrofil
ve
kısımdır., suda çözünür.
Alkilden oluşan taraf ise
apolar ve hidrofob olan
kısımdır,
suda
çözünmez. Bu iki zıt
etkiden
dolayı
suda
kolloidal
karışımlar
vererek
miselleri
oluşturur.
Yukarıdaki
şekilde görüldüğü gibi, polar baş kısımlar sulu ortama yönelirlerken, hidrofob kuyruk tarafları da birbirlerine yönelirler(a).
Sabun moleküllerinin apolar kuyruk kısımları kir parçacıklarını sarar(şekil(b)). Polar olan baş kısımları da su
moleküllerine yönelir. Böylece kir parçacığı suda asılı hale gelerek tutunduğu ortamdan ayrılır ve suya geçer. Su ile
emülsiyon oluşturur. Böylece tamizlik işlemi gerçekleştirilmiş olur.
Homojenizasyon
Heterojen karışımı oluşturan, dağılan fazın homojene yakın bir şekilde dağılmasının sağlanmasına homojenizasyon
denir. Buradaki homojenize terimini, bildiğimiz homojen ile karıştırmamak gerekir. Homojenizasyon özellikle gıda ve boya
sanayinde önemlidir. Homojenizasyon işleminde heterojen karışımı oluşturan dağılan fazın taneciklerinin boyutlarının
küçültülmesi(toz haline getirilmesi) gerçekleştirildikten sonra, emülgatör adı verilen katkı maddelerinin kullanılması ile
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 28
karışımın homojenize olması sağlanmış olur.
Burada katkı maddeleri ve toz haline getirme
işlemleri, heterojen karışımı oluşturan maddelerin
faz ayrılmasına uğramasını engellemek ya da
geciktirmek için yapılır. Emülsiyonu oluşturan
sıvılar kendi haline bırakıldığında, bir süre sonra
birbirlerinden ayrılır ve farklı faz oluştururlar. Bu
nedenle hidrofil ve hidrofob uç içeren emülgatörler
kullanılarak faz ayrılmasının önüne geçilir.
Emülgatörler yağ ve sudan oluşmuş bir karışıma
katılırsa, yağın ve suyun iyi bir şekilde birbirine karışması sağlanmış olur. Bu durumdaki karışım daha kararlı, homojene
yakın ve farklı fazları içermeyen bir emülsiyon oluşturur.
Günümüzde emülgatörler, margarin, mayonez, kremalı soslar, şekerler, işlenmiş paketli gıdalar gibi birçok ürünün
üretilmesinde kullanılmaktadırlar. İlaçlarda ve boya sanayinde de faz ayrımını önlemek için çeşitli emülgatörler
kullanılmaktadır.
Mustafa Atalay
mustafaatalay.wordpress.com
Sayfa 29